物理思維方法在解題中的應用

摘 要：解題是對所掌握的物理知識的再現、理解和運用，掌握科學思維方法是正確研究和靈活處理物理問題的前提保證。應用模型法、極限的思維法與極值法、圖象法等幾種思維方法將有助于解題能力的提高。

關鍵詞：思維方法；解題

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）34-163-01

很多高中學生都覺得物理難學，經常出現的問題有“上課能聽懂，看答案能看懂，但是自己做題時就不知道從何入手”；物理思維能力欠缺，不知道物理問題的處理思路。只有掌握科學的思維方法，才能正確地分析與解決問題，避免在高考中丟分。物理學中常見的思維方法有：模型法、極限的思維法與極值法、圖象法、對稱法、微元法等。下面結合例題談談思維方法在物理解題中的應用。

一、物理模型法

物理模型是一種理想化的物理形態，是物理知識的一種直觀表現。模型思維法是對研究對象加以簡化，突出主要因素、忽略次要因素，從而來研究、處理物理問題的一種思維方法。

物理模型一般可分為兩大類，即實物模型和過程模型。實物模型大致上有：質點、單擺、理想氣體、點電荷、電阻、勻強電場、勻強磁場等等；過程模型大致上有：勻速直線運動、勻加速直線運動、豎直上拋運動、平拋運動、圓周運動、電磁感應現象等等。

二、極限法

極限思維法是將問題推向極端狀態進行分析或借助數學手段求取物理量極值的一種研究、處理物理問題的思維方法。常常涉及到的極值計算有：分析物理過程求取極值；利用二次函數求取極值；利用不等式求取極值等。

三、圖象法

圖象法就是將物理現象或過程用圖形/圖象表征出后，再據圖形表征的特點或圖象斜率、截距、面積所表述的物理意義來求解的方法。

四、對稱法

解題時利用給定物理問題結構上的對稱性或物理過程在時間、空間上的對稱性，把已知結論推廣，從而簡化運算過程的處理方法在物理學中稱為對稱法.

例1 如圖所示，在水平地面上的A點以速度v1沿與地面成θ角方向射出一彈丸，彈丸恰好以v2的速度垂直穿入豎直墻壁上的小孔B，下列說法正確的是（ ）

A.若在B點以與v2大小相等、方向相反的速度射出彈丸，它必定落在地面上A點

B.若在B點以與v1大小相等、方向相反的速度射出彈丸，它必定落在地面上A點

C.若在B點以與v1大小相等、方向相反的速度射出彈丸，它必定落在地面上A點的左側

D.若在B點以與v1大小相等、方向相反的速度射出彈丸，它必定落在地面上A點的右側

[解析] 若在B點以與v1大小相等、方向相反的速度射出彈丸，將彈丸的運動沿水平、豎直方向分解，則豎直分運動是初速度不為零的勻加速直線運動（加速度為g），落地時間小于彈丸做自由落體運動的時間，水平方向為初速度為v2的勻速運動，即B、C錯D對.A選項可以由運動的可逆性判斷。

物理問題中有一些物理過程或是物理圖形是具有對稱性的。利用物理問題的這一特點求解，可使問題簡單化。

五、微元法

在使用微元法處理問題時，需將其分解為眾多微小的“元過程”，而且每個“元過程”所遵循的規律是相同的，這樣，我們只需分析這些“元過程”，然后再對“元過程”運用必要的數學方法或物理思想處理，進而使問題得到解決。

例2 如圖所示，將質量為m的物體從山腳拉到高為h的山頂，且拉力總是與物體所經過的坡面平行，已知物體與坡面的動摩擦因數為μ，山腳到山頂的水平距離為s，求將物體從山腳拉到山頂克服摩擦力做多少功？

[解析] 物體在拉力作用下從山腳拉到山頂，由于摩擦力在山坡的不同位置方向、大小都發生變化，要求出克服摩擦力所做的功，可通過取一微元段進行分析，最后求得摩擦力做的總功.如圖，設想物體在山坡上通過一微元段ΔL時，摩擦力的大小為f，

當ΔL很小時，可認為摩擦力為恒力

所以物體克服摩擦力做功：ΔW=fΔL=μmgcosθΔL=μmgΔs

故克服摩擦力做的總功：W=∑ΔW=μmgs.

當然，在物理解題中，用到的思維方法還有補償法、估算法、類比法、假設法等等。學生的思維能力決定著解題能力，因此在平時教學過程中，教師應當加強對學生思維方法的訓練，注意總結和歸納，提高學生的思維能力，準確、靈活的處理物理問題。